浅谈生物技术在环保工程中的应用

【前言】浅谈生物技术在环保工程中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。利用生物技术治理环境污染和遏制生态恶化趋势，促进自然资源的可持续利用，是一条十分有效的途径。与化学、物理等其他技术比较，环境生物技术具有效率高、成本低、反应条件以及无二次污染等显著优点。其优势具体来说有以下两点： 1、生物技术利用发酵工程技术处理污染...

摘要：采用现代生物技术寻求新型环境友好型资源，以及提供新型生态环境治理途径，成为我国生态环境工程中亟待解决的问题，也是生物工程项目的首要任务，关乎人类社会的可持续发展命运。本文即详细阐述了生物技术在环保工程中的具体应用。

关键词：生物技术；环保工程；废气；生物膜法；水体

中图分类号：O434文献标识码： A

一、现代生物技术与环境保护

现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。因此，在世界各国均重视高技术发展的当代，生物技术最被人们看好，被列为优先发展的领域，已成为21世纪最重要的技术支柱之一。[1]

利用生物技术治理环境污染和遏制生态恶化趋势，促进自然资源的可持续利用，是一条十分有效的途径。与化学、物理等其他技术比较，环境生物技术具有效率高、成本低、反应条件以及无二次污染等显著优点。其优势具体来说有以下两点：

1、生物技术利用发酵工程技术处理污染物质，是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷等，它是最安全和最彻底消除污染的方法，同时是有机废物资源化的首选技术，能“变废为宝”。

2、生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，能大大降低环境友好生物材料和生物能源的生产成本，使其部分或完全取代化学材料和化学能源。

二、生物技术在环保工程中的应用

（一）废气处理中的生物技术

1、生物膜法

（1）原理

生物膜法就是将微生物固定附着在多孔性介质填料表面，利用微生物的新陈代谢生命活动将废气中的有害物质转变为简单的无机物及细胞质并降解成二氧化碳、水和中性盐。生物膜的除臭效果明显，它主要分三个过程。一是气液的扩散，在臭气中存在着一定的有害化学物质，这些化学物质在接触生物膜之后可以迅速的有气态转换成为液态。[2]二是液固的扩散过程，有害的化学物质会会在生物填料的生物膜上开始逐渐扩散。三是生物的氧化过程，生物膜表面存在着很多的

微生物，这些微生物具有特殊的功能，它能够将那些有异味的气体分子慢慢氧化，而且对氮和磷以及氧气的扩散和吸收能力非常的强。

（2）工艺流程

臭气由风管引出后进入洗涤塔，对气体进行预处理及增湿，然后进入生物滤塔，气体得到净化，净化后的气体由风机排空。洗涤塔的设计非常合理，而且节约水资源。水从洗涤泵中抽出来它可以从塔顶喷下来，然后会带下来污染物，这些污染物会经过一系列的处理措施给过滤掉，然后水可以循环利用。在水流下来的过程中，水本身就有微生物的生长养分，而且水会最终流回到储水池这样又达到了净化的目的，又提高了水的利用率。可以适当的向储水池之中加入微生物成长需要的营养液。

2、生物过滤法

（1）原理

生物过滤法是使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体载体，气味物质先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成废气的除臭过程。固体载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，因为微生物生长需要足够的有机养分，所以固体载体必须具有较高的有机成分。

（2）填料选择

载体填料必须满足：容许生长的微生物种类丰富，为微生物栖息生长提供较大的比表面积，营养成分合理，有好的吸水性，自身无异味，吸附性好，结构均匀，空隙率大，材料易得且价格便宜，耐老化，运行、养护简单。常用的填料有塑料、半软性塑料、干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物。

（二）水体处理中的生物技术

在我国目前最有效的并且是最常用的处理污水的方法即生物膜法和活性污泥法。

1、生物膜法

首先将带有着从水中得来的有机物的生物膜放入好气层，让其进行好气分解，接着，再将生物膜放入厌气层，让厌气菌将之分解，然后，流动的水层会把老化掉的生物膜冲掉，这样新的生物膜就会再次生长出来，不断的反复上述过程，就可以将污水进行净化了。这就是我们所说的生物膜法的工艺流程。生物膜法的优势：

（1）对水的质量和温度的变化适应性较强。

（2）拥有较好的硝化功能。

（3）污泥的含量较小，方便固体和液体的分离。

（4）动力方面的性价比较高。

2、活性污泥法

活性污泥法是指用微生物将废水中的生物进行处理的方式。我们所使用的活性污泥包括好气性的微生物和无机有机物所生成的微生物，这种微生物是一种易与水分离的黄褐色物质。微生物是用来对污染物质进行降解的主要物质。细菌、真菌等可以从可溶性有机物中直接的获取营养物质，而微型生物则不行，在这一过程中起到关键性作用的就是腐生性的微生物。另外，也存在着可以为原生动物

等提供所有有营养的微生物。

3、生物及生态的修复

这种技术的目的是为了让水体得到净化，其中的媒介是微生物和其他的一些生物，其方式是通过移动、改变和降解。重新构建了并且恢复了水体中的生态系统。芦苇床系统是利用性价比较高的各种水生以及半水生植物的处理污水的研究中效果最好的一个。这种修复技术因其独特的优势，如今已经成为了水污染处理和富营养化治理这两方面的重要的发展方向，其优势包括：性价比高、处理的效果明显、耗能较低、向水体中投放药物不会出现二次污染。

（三）污泥以及土壤当中金属处理的生物技术

1、微生物法

污泥和土壤中的重金属可以依靠微生物法有效地去除。通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。

2、生物的消解

应用生态学是污水处理技术的一个基础，现今的城镇中所使用的都是这种污水处理技术，其中的不可缺少的物质是微生物以及蚯蚓，这样做的目的就是人工的加长生物链，同时加长了污泥处理的时间，令污水中的污泥在传递过程中被生物消耗达最大化，实现污泥减量化、资源化、无害化处理，达到环保节省费用的目的。

（四）有机固体废物处理

1、好氧堆肥法

好氧堆肥化是指利用自然界中广泛存在的微生物，通过人为的调节和控制，促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。好氧堆肥是将要堆腐的有机物料与填充料按一定比例混合，在适宜条件下堆腐，使微生物繁殖并降解有机质，高温杀死其中的病菌及杂草种子，从而使有机固体废物达到减量化、稳定化和无害化。

2、厌氧发酵法

厌氧发酵法是利用自然微生物或接种微生物在缺氧条件下，将有机物转化为二氧化碳与甲烷气的一种方法，具有能耗小、剩余污泥少，可回收能源的优点，是未来有机固体废物处理的方向之一。国内国外都对有机固体废料的厌氧消化技术进行了深入的研究，这项技术的运用尚处于一个摸索阶段。他有着诸多的优点，一方面可以大量的处理有机废物，同时还能获得高质量具有很高实用价值与经济价值的肥料和沼气，提高了生物能源的利用效率。不过在实际的使用过程中厌氧的发酵工艺还不够先进，普遍存在着技术水平不高、自动化程度不够以及装备条件差的问题。所以在厌氧消化的技术方面以及生态微环境的完善过程中，我们要不断的深入研究，提高治理能力和治理水平。

参考文献

[1]曾令波.生物技术在环境污染治理中的应用研究进展[J].高等函授学报(自然科学版). 2008(06)

[2]胡述龙.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用研究[J].科技资讯，2010(20)